海洋设备暴露在高盐度、湿度和紫外线辐射下，容易遭受严重腐蚀，造成巨大的经济损失和潜在安全风险 [1]。有机涂料被认为是最具成本效益和实用性的金属防腐策略 [2], [3], [4], [5]。在各种涂层体系中，环氧富锌涂料因其即使在轻微机械损伤后也能在恶劣环境中为金属基底提供保护而被广泛使用 [6]。环氧富锌涂料在服役初期的主导防腐机制是
牺牲阳极 阴极保护（SACP）。然而，由于锌的快速腐蚀和消耗，基底与锌颗粒之间的电接触随时间逐渐恶化。在后期，锌腐蚀产物的持续积累导致涂层致密化，从而使得屏障效应更加明显。因此，环氧富锌涂料的防腐通常涉及早期的 SACP 和后期的屏障保护 [7], [8]。然而，环氧富锌涂料中过高的锌含量可能无法提供长期有效的 SACP。这主要归因于高锌含量导致的涂层孔隙率增加，导致腐蚀性物质渗透并加速锌消耗 [9]。
研究人员广泛尝试将石墨烯、碳纳米管和聚苯胺（PANI）等导电填料引入富锌涂料，以增强电子传输、锌利用率和整体防腐性能 [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]。Ding 等人报道，石墨烯可以改善锌颗粒之间的电连接以及锌/铁界面，同时其层状结构也增强了涂层的屏障性能 [20]。Olad 等人发现，将 Zn 纳米颗粒和少量环氧树脂掺入 PANI 涂料中可以协同改善防腐性能，含 4 wt% Zn 和 3–7 wt% 环氧树脂的 PANI/环氧/Zn 纳米复合材料在铁上表现出最佳的防腐行为 [21]。总之，这些研究证实掺入导电填料是优化富锌涂料体系防腐性能的有效策略 [22]。然而，这些导电填料策略主要关注在富锌涂料内建立电子传输通路，而对锌颗粒激活和消耗行为的直接调节仍有限。
在各种导电填料中，PANI 及其衍生物以具有本征导电性和可逆氧化还原活性而闻名，并且能够促进金属表面钝化膜的形成，从而提高涂层体系的防腐性能 [23], [24], [25], [26], [27], [28]。最近的研究进一步表明，改性 PANI 可以与锌物种结合构建有机 - 无机杂化防腐颜料用于环氧涂料，突出了基于 PANI 的界面设计的通用性 [29]。特别是，磺酸基团的引入改善了 PANI 的水分散性并帮助保持其导电状态，赋予 SPANI 在涂层体系中更好的可加工性 [30], [31], [32]。氧化还原活性骨架和极性磺化段进一步提供了对锌物种的界面亲和力，使 SPANI 能够作为调节锌表面反应的功能聚合物层 [33], [34], [35], [36]。Yang 等人发现，适量的 SPANI 纳米纤维可以显著延长 30 wt% 环氧含锌涂料的 SACP 期并增强其屏障性能 [37]。然而，大多数现有研究仍基于导电填料与锌粉的简单物理混合 [38], [39]，其中导电组分主要参与电子传输，但对锌颗粒界面电化学行为的调节能力有限 [40]。尽管已经对基于 SPANI 的防腐涂料进行了几项研究，但 SPANI 与锌颗粒之间协同防腐机制仍缺乏清晰的解释。首先，SPANI 主要作为分散的导电添加剂引入，其在涂层基质中的空间分布难以控制，这限制了其与锌颗粒的直接相互作用。其次，尽管 SPANI 可以提高涂层导电性并促进钢的钝化，但其在调节锌溶解行为方面的作用，包括锌快速激活与长期牺牲保护之间的平衡，尚未得到系统研究。此外，SPANI 与锌颗粒的界面构型与后续钢基体钝化行为之间的关系尚不清楚。
在此，提出了一种 Zn-界面调节策略，通过将 SPANI 纳米纤维直接组装在锌颗粒表面，而不是将 SPANI 作为传统导电填料引入。将 SPANI 纳米纤维组装到锌颗粒上构建导电聚合物/锌杂化颗粒（SP@Zn），然后将其掺入环氧基体中。制备的 SP@Zn/EP 涂层旨在在有效阴极保护之前调节颗粒界面处的锌激活，并在电解质渗入后促进钢表面钝化。电化学研究表明，SP@Zn/EP 涂层表现出增强的缺陷容忍度和长期防腐性能。本工作提供了一种改善锌颗粒利用率和含锌保护涂层电化学稳定性的界面工程方法。
